CN110117716B - 碱性硫砷包裹型金矿的短流程提金方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及从矿石中提取贵金属金的工艺技术，具体公开了一种碱性硫砷包裹型金矿的短流程提金方法；通过碳酸盐分选工艺减少入堆矿石的酸耗，进而应用硝酸进行酸化处理，矿堆酸化后的渗流液用硝酸或硫酸进行pH值调节；矿堆酸化完成后接种微生物进行生物堆浸氧化，生物浸出液用酸或碱进行pH值调节；矿堆生物氧化完成后用硫氰酸盐、硫脲和硫酸等配制的非氰浸出剂进行提金；卸堆后的矿石与碳酸盐分选工艺中的碳酸盐产品混合，以避免废石堆酸化。本发明扩大了生物堆浸技术的应用范围，为碱性硫砷包裹型难处理金矿的开发提供新的选择，增加了可利用金的资源储量。

Description

碱性硫砷包裹型金矿的短流程提金方法

技术领域

本发明属于清洁湿法冶金技术领域，具体涉及从矿石中提取贵金属金的工艺技术，特别是一种碱性硫砷包裹型金矿的短流程提金方法。

背景技术

随着金矿开采的不断进行，易处理金矿资源日益枯竭，难处理金矿成为今后黄金工业的主要资源。据中国黄金协会统计公布，我国难处理金矿资源（主要为硫砷包裹微细粒浸染型金矿）金属总量为1500t--2000t，占地质储量的30%以上；且随着深部资源的不断探明，其所占比例呈扩大趋势。我国新探明的金矿资源大部分分布在西南和西北偏远山区（甘肃陇南、川西理塘、贵州贞丰和青海玉树等地），且多为中低品位和中小型矿床；如能开发一种清洁环保的就地提金工艺回收矿石中的贵金属金，则可显著降低产品运输费用、减少对当地生态环境的破坏，使得金矿开采带动地方经济发展成为可能。

目前，针对硫砷包裹型难处理金矿主要有焙烧氧化、生物氧化和热压氧化三种预处理工艺，我国主要采用浮选富集—焙烧氧化—氰化提金流程，少数企业采用浮选富集—生物氧化—氰化提金流程、原矿固化焙烧—氰化提金和浮选富集—热压氧化—氰化提金。综上可知，适合西南和西北偏远山区进行就地提金的工艺为浮选富集和生物堆浸氧化，其中浮选方法获得的浮选金精矿产量较大（20-100kg/t矿石）、运输成本较高、基建投入和电力需求较大，金精矿仍需要通过焙烧、热压等氧化预处理。因此，生物堆浸氧化工艺由于基建投入小、反应温和、对环境友好和易于操作等优点，适合处理西南和西北偏远山区的难处理金矿资源，受到科研工作者的广泛关注。

国内已有相应的难处理金矿生物堆浸氧化的理论研究和工业试验，例如CN201310389211-一种难处理金矿生物堆浸预氧化方法、CN95106838-微生物预氧化堆浸提金工艺及所使用的细菌放大培养装置、CN201510272714-一种原生金矿的处理方法等中国专利文献，均公开了相应的处理方法。分析上述技术方案可知，主要针对如何通过生物方法高效快速氧化难处理金矿的硫砷包裹，使包裹金裸露，再采用传统氰化方法处理；对金矿中碳酸盐采用传统的硫酸方法进行中和调节pH值。

但是上述公开的技术方案中，在碱性硫砷包裹型难处理金矿的实际应用中存在碳酸盐和矿物板结、矿堆渗透不畅、氧化效率低和氰化物污染等问题。

发明内容

本发明是针对我国的碱性硫砷包裹型难处理金矿资源特点（偏远、品位低、规模小等），适宜采用生物堆浸氧化就地直接提金的生产方法，提供一种碱性硫砷包裹型金矿的短流程提金方法，该方法采用光电分选或放射性分选分离粗粒的碳酸盐矿物，能降低堆存矿石中的耗酸碳酸盐矿物含量；在生物氧化前采用稀硝酸淋洗处理矿堆中碳酸盐矿物，可避免生物堆浸氧化过程中由于硫酸钙和氢氧化铁等胶结造成矿堆渗透性不畅、局部板结和氧化效率低等问题；在生物堆浸氧化结束后，采用酸性非氰浸出剂提取矿石中的金。

本发明的技术方案如下：

碱性硫砷包裹型金矿的短流程提金方法，其特征在于以下工艺步骤：

（1）将硫砷包裹型难处理金矿破碎至适宜粒度，破碎后的矿石通过初级湿式筛分获得粗颗粒矿石A和粉矿B；然后对粗颗粒矿石A通过光电分选或放射性分选，分离获得大颗粒碳酸盐矿石C和大颗粒矿石F；粉矿B经水力螺旋分级或次级湿式筛分后获得粗粒矿物D和矿泥E；将通过光电分选或放射性分选后的大颗粒矿石F与螺旋分级后的粗粒矿物D混合为入堆原料H，将大颗粒碳酸盐矿石C破碎细磨后与矿泥E混合为中和原料G；

（2）将步骤（1）中的入堆原料H送往堆场筑成一个或多个矿堆；进一步将稀硝酸分布到矿堆各个位置进行碳酸盐中和反应，汇流收集从矿堆渗流排除的浸出液，根据浸出液中的pH值在浸出液中添加适量的硝酸或硫酸；

（3）当步骤（2）矿堆中的酸化预处理完成后，接种浸矿微生物进行生物循环氧化，辅以控温措施保持矿堆中的微生物活性，直到硫砷包裹的金完全裸露；

（4）当步骤（3）生物氧化处理完成后，在矿堆循环喷淋或滴淋非氰浸出剂，进行金浸出和富集提取操作，直到裸露金完全浸出；

（5）当步骤（4）堆浸提金完成后，卸堆并与步骤（1）中的中和原料G或碱性物质混合，混合后置于废石场堆存。

上述步骤（1）中所述破碎的适宜粒度通常为大于0mm且小于或等于50mm；初级湿式筛分粒度为大于或等于1mm，且小于或等于3mm；大颗粒碳酸盐矿石C细磨后的粒度为大于0m且小于或等于0.1m。

上述步骤（1）中分离出来的大颗粒碳酸盐矿石C为方解石或白云石，用于卸堆矿石或浸出液的pH调节。

上述步骤（2）中入堆原料H筑堆前需预先做好堆场底垫，底垫可以采用粘土和高聚合材料做防水膜层，防水膜层上面铺设有积液管和充气管；在积液管和充气管外部还采用较粗矿石铺设成易渗滤层，积液管和充气管被掩埋保护。矿堆筑好后，在矿堆外表部（包括堆顶和侧边）均匀铺设滴淋或喷淋装置，以供后续加酸、接种细菌或添加非氰浸出剂使用。

上述步骤（2）中稀硝酸为工业硝酸配制的0.001-1.0mol/L稀硝酸溶液。积液管汇流收集得到的浸出溶液根据pH值添加适量硝酸或硫酸，配制获得含0.001-1.0mol/L稀硝酸溶液，实现浸出液的循环。

上述步骤（3）中，矿堆接种的微生物是通过生物放大培养反应器循环培养生产的，生物循环氧化的溶液pH值通过酸碱进行调节，通常pH控制范围为1-3；常用调节用的酸碱为硫酸、氧化钙或碳酸钙。

上述步骤（4）中非氰浸出剂是由硫氰酸盐（50~100份）、硫脲（50~100份）和硝酸铅（3~5份）按重量配制，其中硫氰酸盐不限于硫氰酸铵、硫氰酸钠或硫氰酸钾中的一种或几种，用硫酸调节pH控制范围为1-3，浓度0-20g/L。

上述步骤（5）中的中和原料G与卸堆矿石的混合是在皮带运输机或人工抛撒完成的，主要是避免卸堆矿石在废石场中发生酸化。

本发明的有益效果如下：1、利用碳酸盐矿物和硅酸盐矿物的颜色区别，采用光电分选（或放射性分选）设备实现入堆矿石碳酸盐含量的降低；2、利用低能耗的螺旋分级机或筛分实现微细矿泥的分离，避免矿泥入堆造成局部堵塞；3、利用碳酸钙与硝酸高效彻底反应及反应产物的水溶性，避免传统硫酸反应产物硫酸钙对矿石的包裹及板结，提高矿石的微细空隙率，保障了矿堆渗透特性；4、将分选出的碳酸盐矿物用于废石酸化控制，避免废石堆酸化造成环境污染。

综上所述，本发明方法的应用推广扩大了生物堆浸技术的应用范围，将生物浸矿技术的短流程和清洁环保等优势更多的展现出来；同时，为我国数量众多的碱性硫砷包裹型难处理金矿的开发提供新的选择，使得偏远山区的中小型金矿的高效环保开发成为可能，释放更多的难处理金矿资源储量。

附图说明

图1为本发明的工艺流程示意图。

其中：1-破碎设备，2-筛分设备，3-碳酸盐分选设备，4-水力螺旋分级设备，5-矿堆，6-沉淀池一，7-积液池1，8-沉淀池二，9-积液池二，10-生物培养设备，11-积液池三，12-置换槽，13-固液分离设备。

具体实施方式

如图1所示，本发明公开的一种碱性硫砷包裹型金矿的短流程提金方法，首先按现有方法开采矿石并送到破碎设备1，在破碎流程中矿石被破碎到预定粒度，通常为0--50mm以内；破碎好的矿石被输送到筛分设备2内进行喷淋湿式筛分，初级湿式筛分获得粗颗粒矿石A和粉矿B，筛上的粗颗粒矿石A进入碳酸盐分选设备3，筛下粉矿B进入水力螺旋分级或次级湿式筛分设备，本实施例中选用水力螺旋分级设备4。粗颗粒矿石A经过碳酸盐分选设备3分选，获得大颗粒碳酸盐矿石C和大颗粒矿石F；矿粉B经水力螺旋分级筛分后获得粗粒矿物D和矿泥E。

筛分后，将大颗粒矿石F与粗粒矿物D混合为入堆原料H，同时，将大颗粒碳酸盐矿石C破碎细磨后与矿泥E混合为中和原料G。

然后，将入堆原料H筑成矿堆5，进一步将稀硝酸分布到矿堆5的各个位置进行酸化预处理，根据矿堆5的渗流液中的pH值补加适量的硫酸或硝酸配制获得稀硝酸，经澄清后上清液返回矿堆5进行循环酸化；矿堆5的酸化预处理完成后，接种浸矿微生物进行生物循环氧化，保持矿堆5中的微生物活性，直到硫砷包裹的金完全裸露；生物氧化处理完成后，在矿堆5循环喷淋或滴淋非氰浸出剂，进行金浸出和富集提取操作，直到裸露金完全浸出。

在堆浸提金完成后，卸堆并与中和原料G或碱性物质混合，混合后运送至废石场14堆存。

上述方案中，在筑堆前先平整堆场并保证一定的倾角，并做好堆场的底垫，底垫采用粘土和高聚合材料做防水膜，防水膜上面铺设有积液管和充气管，积液管汇流至积液槽；在积液管和充气管外部还采用较粗矿石铺设成易渗滤层，积液管和充气管被掩埋保护。当堆场准备完成后，一般采用可移动皮带筑堆，避免汽车等设备对矿堆进行反复碾压，影响矿堆渗透性。当矿堆5筑好后，人工平整矿堆5表面，并在堆外表（包括堆顶和侧边）均匀铺设滴淋或喷淋设备，以供后续加酸、接种细菌或添加非氰浸出剂使用。

本实施例中的短流程工艺中，采用三种酸性堆浸液，这三种堆浸液分别储存于三个积液池，按照矿堆5所处阶段进行逐步处理的。

矿堆5完全设置好后进入酸化预处理工序，酸化的具体操作为：采用耐腐蚀泵将积液池一7中配制好的含0.001-1.0mol/L稀硝酸溶液输送至矿堆5，通过滴淋或喷淋头将浸出液分布到矿堆5的各个位置，酸性浸出液在重力作用逐渐渗透进矿堆5，并在毛细管作用和扩散作用下与矿石中的碳酸钙等矿物反应；反应后的硝酸钙等产物通过液体渗流作用到达矿堆5底部，并经积液管排出矿堆5进入沉淀池一6。定时监测矿堆5渗流液中的pH值，在沉淀池一6中加入适量的硫酸或硝酸进行调节；调节后的矿堆5的渗流液经澄清过滤后返回积液池一7。此处返回积液池的溶液浓度为0.001-1.0mol/L稀硝酸溶液，以此实现浸出液的循环。

如上所述，通过多次循环后，矿堆5渗流液pH值和Ca离子浓度基本稳定后终止酸化预处理，转入生物堆浸氧化工序。需要说明的是，沉淀池一6中的沉淀需定期清理。

生物堆浸氧化的具体操作为：采用耐腐蚀泵将生物培养设备10中生产的合格生物浸出液输送至矿堆5，通过滴淋或喷淋头将浸出液分布到矿堆5的各个位置，微生物菌液在重力作用逐渐渗透进矿堆5，并在毛细管作用和扩散作用下进入前期酸化处理后的矿石空隙，与硫砷矿物接触反应，反应产物硫酸铁、硫酸、砷酸等通过液体渗流作用到达矿堆5底部，并经积液管排出矿堆5进入沉淀池二8。定时监测矿堆5渗流液中的pH值和As离子浓度等，在沉淀池二8中加入适量的硫酸或碳酸钙进行调节；调节后的矿堆5渗流液经澄清过滤后返回积液池二9，将积液池二9中的液体输送至生物培养设备10中进行浸矿微生物的再培养，培养过程中添加部分微生物菌液和营养液。如上所述，通过多次循环后，矿堆5渗流液pH值基本稳定后终止生物氧化预处理，转入非氰堆浸提金工序。沉淀池二8中的沉淀需定期清理。

非氰堆浸提金工序的具体操作为：在积液池三11中配制一定浓度非氰浸金剂，采用耐腐蚀泵将积液池三11中的浸出液输送至矿堆5，通过滴淋或喷淋头将浸出液分布到矿堆5的各个位置，在重力作用、毛细管作用和扩散作用下浸金剂进入前期生物氧化处理后的矿石空隙，与裸露的微细金进行接触络合反应；反应后的络合金离子经扩散作用、渗流作用到达矿堆5底部，并经积液管排出矿堆5返回积液池三11；定时监测矿堆5渗流液中的Au离子浓度和浸金剂浓度等，在积液池三11中加入适量的浸金剂进行调节；当积液池三11中的Au离子浓度达到一定浓度后进入置换槽12进行金的置换操作，经固液分离设备13后贫金液返回积液池三11，固体为合质金，运送至金精炼厂冶炼提纯。

Claims (5)

1.碱性硫砷包裹型金矿的短流程提金方法，其特征在于工艺步骤如下：

（1）将硫砷包裹型难处理金矿破碎至适宜粒度，破碎后的矿石通过初级湿式筛分获得粗颗粒矿石A和粉矿B；然后对粗颗粒矿石A通过光电分选或放射性分选，分离获得大颗粒碳酸盐矿石C和大颗粒矿石F；粉矿B经水力螺旋分级或次级湿式筛分后获得粗粒矿物D和矿泥E；将大颗粒矿石F与粗粒矿物D混合为入堆原料H，将大颗粒碳酸盐矿石C破碎细磨后与矿泥E混合为中和原料G；

（2）将步骤（1）中的入堆原料H筑成矿堆，进一步将稀硝酸分布到矿堆各个位置进行酸化预处理，根据矿堆渗流液中的pH值补加适量的硫酸或硝酸配制获得稀硝酸，经澄清后上清液返回矿堆进行循环酸化；

（3）当步骤（2）矿堆酸化预处理完成后，接种浸矿微生物进行生物循环氧化，保持矿堆中的微生物活性，直到硫砷包裹的金完全裸露；

（4）当步骤（3）生物氧化处理完成后，在矿堆循环喷淋或滴淋非氰浸出剂，进行金浸出和富集提取操作，直到裸露金完全浸出；所述非氰浸出剂是由硫氰酸盐50~100份、硫脲50~100份和硝酸铅3~5份按重量配制，用硫酸调节pH控制范围为1-3，浓度0-20g/L；

（5）当步骤（4）堆浸提金完成后，卸堆并与步骤（1）中的中和原料G或碱性物质混合，混合后运送至废石场堆存。

2.根据权利要求1所述的碱性硫砷包裹型金矿的短流程提金方法，其特征在于：步骤（1）中矿石破碎的适宜粒度为大于0mm且小于或等于50mm，初级湿式筛分粒度为大于或等于1mm且小于或等于3mm；大颗粒碳酸盐矿石C细磨后的粒度为大于0m且小于或等于0.1m。

3.根据权利要求1所述的碱性硫砷包裹型金矿的短流程提金方法，其特征在于：所述步骤（1）中分离出来的大颗粒碳酸盐矿石C为方解石或白云石，用于卸堆矿石或浸出液的pH调节。

4.根据权利要求1所述的碱性硫砷包裹型金矿的短流程提金方法，其特征在于：所述步骤（2）矿堆酸化所采用的稀硝酸为工业硝酸配制的0.001-1.0mol/L浓度稀硝酸溶液；根据矿堆渗流液中的pH值补加适量的硫酸或硝酸配制获得的稀硝酸也为0.001-1.0mol/L浓度稀硝酸溶液。

5.根据权利要求1所述的碱性硫砷包裹型金矿的短流程提金方法，其特征在于：所述步骤（3）中生物循环氧化的溶液pH值用酸或碱进行调节，pH控制范围为1-3。

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